CN110193667B - 金刚石薄壁钻激光焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明属于金刚石薄壁钻生产设备技术领域。一种金刚石薄壁钻激光焊接机，包括机架、焊接光路装置、刀头夹取装置和基体定位装置，所述刀头夹取装置包括输送单元、刀头焊接夹具和调节单元，在所述输送单元的其中一端设置有转运工位；所述刀头焊接夹具包括支撑座、第一转轴和第二转轴，第一转轴和第二转轴设置在所述支撑座上，在所述第一转轴的周向依次设置有第一夹持单元和第二夹持单元；在所述第二转轴的周向依次设置有第三夹持单元和第四夹持单元，且所述第三夹持单元和第四夹持单元分别与第一夹持单元和第二夹持单元对应。本申请更进一步的实现刀头的输送和夹持的优化、基体的定位夹紧的优化、以及刀头与基体之间的定位焊接的结构优化。

Description

金刚石薄壁钻激光焊接机

技术领域

本发明属于金刚石薄壁钻生产设备技术领域，具体涉及一种金刚石薄壁钻激光焊接机。

背景技术

激光焊接是利用高能量的光束进行高速度、非接触进行熔焊的一种先进的加工方式，非常适合大批量连续焊接加工。金刚石工具激光焊接就是将基体和刀头之间用激光束的能量，熔焊在一起，其焊接强度高、变形小；激光焊接的工具可以在没有冷却水的条件下使用，不会产生脱齿现象，大大提高金刚石工具的使用安全性。

申请人的在先申请中，申请号：2017102230533的专利申请，公开了一种金刚石薄壁钻激光自动焊接机，其实现了单齿刀头和环齿刀头的输送和夹持固定、基体的夹持定位、以及基体与刀头的定位焊接，为激光焊接技术的有效实施提供了基础，同时实现了自动化的作业，使得激光焊接技术得到了进一步的推广和应用。

随着对设备的进一步的研发，申请人通过对刀头的输送和基体的定位夹持两个方向进行了更进一步的研发，以便于更为稳定、结构整体性能更好、自动化控制更便于操控和调节。

发明内容

本发明的目的是提供一种金刚石薄壁钻激光焊接机，其能够更进一步的实现刀头的输送和夹持的优化、基体的定位夹紧的优化、以及刀头与基体之间的定位焊接的结构优化。

为达到上述目的，所采取的技术方案是：

一种金刚石薄壁钻激光焊接机，包括机架、焊接光路装置、刀头夹取装置和基体定位装置，所述刀头夹取装置包括输送单元、刀头焊接夹具和调节单元，在所述输送单元的其中一端设置有转运工位；刀头焊接夹具与所述输送单元的转运工位对应设置；所述刀头焊接夹具包括：支撑座；第一转轴，其设置在所述支撑座上，在所述第一转轴的周向依次设置有第一夹持单元和第二夹持单元；以及第二转轴，其设置在所述支撑座上，在所述第二转轴的周向依次设置有第三夹持单元和第四夹持单元，且所述第三夹持单元和第四夹持单元分别与第一夹持单元和第二夹持单元对应；所述调节单元驱动所述输送单元与所述刀头焊接夹具之间的相对位置转换，使得所述第一夹持单元与转运工位对应、或所述第二夹持单元与转运工位对应。

根据本发明金刚石薄壁钻激光焊接机，优选地，所述第一转轴和所述第二转轴前后对应设置在所述支撑座上，且所述第一转轴和所述第二转轴的轴线相互垂直，所述支撑座上设置有分别驱动所述第一转轴和所述第二转轴动作的第一驱动部和第二驱动部；在所述第一转轴的周向方向的外侧依次布设有单齿刀头夹持工位和环齿刀头夹持工位，在所述支撑座上设置有单齿刀头检测传感器和环齿刀头检测传感器；所述单齿单头检测传感器和所述环齿刀头检测传感器分别与所述单齿刀头夹持工位和环齿刀头夹持工位对应设置；所述第一夹持单元和所述第三夹持单元均包括对应设置的两单齿夹头，且所述第一夹持单元的两单齿夹头左右对应设置，所述第三夹持单元的两单齿夹头上下对应设置；所述第二夹持单元包括对应设置的两呈V字型的环齿夹头，所述第四夹持单元为卡盘式夹具。

根据本发明金刚石薄壁钻激光焊接机，优选地，所述调节单元包括：横移台，所述输送单元滑动设置在所述横移台上，且所述横移台上设置有驱动所述输送单元动作的水平驱动部；以及升降台，所述横移台与所述升降台之间设置有升降驱动部，所述升降驱动部驱动所述横移台和所述输送单元升降动作。

根据本发明金刚石薄壁钻激光焊接机，优选地，还包括推送单元，所述支撑座包括分别于第一转轴和第二转轴对应的第一支撑座和第二支撑座，所述推送单元包括推送驱动部，所述推送驱动部驱动所述第二支撑座进给动作，并带动所述第二转轴、以及第二转轴上的第三夹持单元和第四夹持单元进给动作。

根据本发明金刚石薄壁钻激光焊接机，优选地，所述输送单元包括：输送带；刀头储存夹，其设置在所述输送带另一端部的供给工位；以及供给驱动部，其用于将刀头储存夹中的刀头供送至输送带上；在所述输送带的两侧设置有限位挡板、调节所述限位挡板之间宽度的限位驱动部、以及检测刀头的位置检测传感器。

根据本发明金刚石薄壁钻激光焊接机，优选地，所述基体定位装置包括夹持机构、支撑架、转盘和回转驱动单元；所述夹持机构包括第一夹具、第二夹具、夹持驱动单元和锁紧单元，所述第一夹具和所述第二夹具对应滑动设置在所述转盘上；夹持驱动单元驱动所述第一夹具和所述第二夹具同步动作；锁紧单元用于锁紧所述第一夹具和所述第二夹具在转盘上的相对位置；所述夹持驱动单元设置在所述支撑架上；转盘回转设置在所述支撑架上，所述第一夹具、第二夹具和所述锁紧单元均设置在所述转盘上；回转驱动单元驱动所述转盘旋转动作。

根据本发明金刚石薄壁钻激光焊接机，优选地，所述夹持驱动单元包括夹持驱动部、第一驱动板、第二驱动板，第一驱动板与所述第一夹具对应设置；第二驱动板与所述第二夹具对应设置；所述夹持驱动部驱动所述第一驱动板和所述第二驱动板同步动作，所述第一驱动板与所述第一夹具之间、第二驱动板与所述第二夹具之间均设置有对应快接部；所述快接部为气插，所述气插包括：第一插接部；第二插接部，所述第一插接部和所述第二插接部分别设置在对应的驱动板和夹具上；以及气源，其与所述第一插接部或第二插接部连通，且所述气源的通气和断气控制所述第一插接部与所述第二插接部之间的连接和断开；在所述第一夹具或/和第二夹具上还设置有挡板气缸和挡板，所述挡板与相应的插接部对应设置。

根据本发明金刚石薄壁钻激光焊接机，优选地，所述夹持驱动部包括：同轴固定设置的正旋丝杆和反旋丝杆；驱动丝杆的驱动电机；分别设置在所述正旋丝杆和反旋丝杆上的两丝母；以及与所述正旋丝杆和所述反旋丝杆平行设置的滑轨，所述第一驱动板和所述第二驱动板上均设置有与所述滑轨对应的滑块，且所述第一驱动板和所述第二驱动板分别与两丝母固定连接；所述锁紧单元为设置在第一夹具与转盘之间、第二夹具与转盘之间的气动抱闸。

根据本发明金刚石薄壁钻激光焊接机，优选地，还包括同步带单元，所述第一夹具和所述第二夹具之间左右对应设置有两组同步带单元，所述同步带单元包括：设置在所述转盘上的同步轮；以及同步带，所述同步带的两端部分别与所述第一夹具和所述第二夹具连接，且所述同步带中部盘绕在所述同步轮上。

根据本发明金刚石薄壁钻激光焊接机，优选地，所述第一夹具和所述第二夹具均包括基座和至少一组V型夹持板组，所述V型夹持板组包括呈V型布置的第一夹持板和第二夹持板，且所述第一夹持板和所述第二夹持板错位贴合设置；所述回转驱动单元包括回转驱动电机、主动轮和从动轮，回转驱动电机设置在所述支撑架上；主动轮设置在所述回转驱动电机的动作端；从动轮设置在所述转盘上，所述主动轮和所述从动轮通过驱动带传动连接、或匹配啮合。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本申请的整体结构的设计，能够实现单齿和环形齿两种钻头的焊接，基体夹具连续调整，φ25～φ300 mm 范围的钻头基体夹持不需更换夹具；单齿焊接时，刀头基体夹持不动，夹具夹持力大，几何位置稳定可靠。焊接头采用二维数控飞行光路的运动方式，实现圆弧轨迹焊接，保证焊接质量高；自动跟踪钻头基体的不圆度，刀头夹具相对于钻头直径方向由伺服机构调整，每个刀头焊接前由测距传感器测量其基体的外径，以该测量值为基准，自动调整刀头与基体的位置，保证每一个刀头与基体的台阶高度一致。

本申请中的基体夹持、刀头送进、基体刀头夹持、尺寸测量、焊接、夹具松开等全部动作均自动完成；生产质量稳定、效率高、适应连续批量生产；大大减轻操作人员的劳动强度。

本发明通过对单齿刀头和环齿刀头的焊接夹具的统一整合，从而能够提高产品的集成度，将传统的两套结构转化为一套整体性能显著得到提升的焊接夹具，无论是在定位过程中还是在夹持转送过程中，均能够更便于实现自动化作业和高精度定位作业。

本申请的第一夹持单元和第三夹持单元的协同作业设置、第二夹持单元和第四夹持单元的协同作业设置，均依托于第一转轴和第二转轴，在整个自动化作业过程中，无需两套夹持单元进行自身的动作，从而避免在焊接过程中基体与刀头之间对接定位不精确的问题；其通过输送单元的动作，能够实现单齿刀头和环齿刀头的夹持作业的切换，将自动化作业过程中可能存在的风险进一步的降低和消除。

本申请对于调节单元和推送单元的设置，实现了单齿和环齿的作业工序的切换。以及焊接时的刀头进给，在精度控制方面，更具可调性和适应性，不会因为两种刀头的设置造成集成困难的问题，能够更加便于产品的进一步升级；无论从产品的整体结构上还是使用性能上，均相对于现有的产品结构有了更为突出的进步。

本发明通过对夹持驱动单元的设计、锁紧单元的设计，实现了夹持机构的可拆分性能和夹持的稳定性，使得夹持、锁紧、同步等性能得到进一步的协调优化，也消除了部件结构之间可能存在的干扰因素，实现了各部件之间独立，且能够协同作业的目的。

本申请的快接部的结构设计，使得夹持驱动单元和夹具之间能够分离和连接，从而能够实现不同的工序下的相互独立性，减少不同工序间结构上所造成的影响，使得各部件在相应工序能够充分发挥自身的性能，保障基体夹持定位的稳定性和精确性。

本申请的同步带单元、正旋丝杆和反旋丝杆的设置，能够进一步的保障第一夹具和第二夹具的同步性，第一夹具和第二夹具的结构设计，能够保障夹持过程中对基体的定位的稳定性和定位精度；为基体和刀头的焊接质量提供了基础保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1为根据本发明实施例的金刚石薄壁钻激光焊接机的结构示意图。

图2为根据本发明实施例的激光焊接机的刀头夹取装置的结构示意图之一。

图3为根据本发明实施例的第二转轴、及第三夹持单元和第四夹持单元的连接结构示意图。

图4为根据本发明实施例的第一转轴、及第一夹持单元和第二夹持单元的连接结构示意图。

图5为根据本发明实施例的输送单元与刀头焊接夹具的连接结构示意图。

图6为根据本发明实施例的激光焊接机的刀头夹取装置的结构示意图之二。

图7为根据本发明实施例的激光焊接机的刀头夹取装置的结构示意图之三。

图8为根据本发明实施例的金刚石薄壁钻激光焊接机的基体定位装置的结构示意图。

图9为根据本发明实施例的第一夹具与第一驱动板的连接结构示意图。

图10为根据本发明实施例的同步带单元的结构示意图。

图11为根据本发明实施例的回转驱动单元的结构示意图。

图中序号：

100为机架；

200为焊接光路装置；

300为刀头夹取装置、310为输送单元、311为输送带、312为刀头储存夹、313为供给驱动部、314为限位挡板、315为限位驱动部、316为位置检测传感器、320为刀头焊接夹具、321为支撑座、3211为第一支撑座、3212为第二支撑座、322为第一转轴、323为第二转轴、324为第一夹持单元、325为第二夹持单元、326为第三夹持单元、327为第四夹持单元、328为第一驱动部、329为第二驱动部、330为调节单元、331为横移台、332为水平驱动部、333为升降台、334为升降驱动部、335为升降限位螺钉、340为推送单元、341为推送驱动部、351为单齿刀头检测传感器、352为环齿刀头检测传感器；

400为基体定位装置、410为夹持机构、411为第一夹具、4111为基座、4112为第一夹持板、4113为第二夹持板、412为第二夹具、413为夹持驱动部、414为第一驱动板、415为第二驱动板、416为快接部、417为正旋丝杆、418为反旋丝杆、419为丝母、420为支撑架、430为转盘、440为回转驱动单元、441为回转驱动电机、442为主动轮、443为从动轮、450为同步带单元、451为同步轮、452为同步带、461为挡板气缸、462为挡板、463为气动抱闸、464为滑轨。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参见图1-图11，一种金刚石薄壁钻激光焊接机，包括机架100、焊接光路装置200、刀头夹取装置300和基体定位装置400， 所述刀头夹取装置300包括输送单元310、刀头焊接夹具320和调节单元330，在所述输送单元310的其中一端设置有转运工位；刀头焊接夹具320与所述输送单元310的转运工位对应设置；所述刀头焊接夹具320包括支撑座321、第一转轴322和第二转轴323，第一转轴322设置在所述支撑座321上，在所述第一转轴322的周向依次设置有第一夹持单元324和第二夹持单元325；第二转轴323设置在所述支撑座321上，在所述第二转轴323的周向依次设置有第三夹持单元326和第四夹持单元327，且所述第三夹持单元326和第四夹持单元327分别与第一夹持单元324和第二夹持单元325对应；所述调节单元330驱动所述输送单元310与所述刀头焊接夹具320之间的相对位置转换，使得所述第一夹持单元324与转运工位对应、或所述第二夹持单元325与转运工位对应；再通过所述第一转轴322和所述第二转轴323的旋转动作，并驱动第一夹持单元324和第三夹持单元326的动作、或驱动第二夹持单元325和第四夹持单元327的动作，完成相应的单齿刀头或环齿刀头的缓存和夹取。

本实施例中还设置有推送单元340，推送单元用于在进行刀头和基体焊接过程中的对位，实现精准定位，保障焊接的质量；本实施例给出了一种具体的实施结构，即：支撑座321包括分别于第一转轴322和第二转轴323对应的第一支撑座3211和第二支撑座3212，推送单元340包括推送驱动部341，具体选用伺服电机，所述推送驱动部341通过丝杠丝母的传动连接，从而驱动所述第二支撑座3212进给动作，并带动所述第二转轴323、以及第二转轴323上的第三夹持单元326和第四夹持单元327进给动作，设备的基础底座上设置有滑轨，第二支撑座滑动设置在滑轨上，第一支撑座可以与基础底座固定连接即可。在第三夹持单元或第四夹持单元完成刀头的夹持后，通过推送单元实现进给，完成刀头与基体的对位。

本实施例中的第一转轴322和所述第二转轴323前后对应设置在所述支撑座321上，且所述第一转轴322和所述第二转轴323的轴线相互垂直，所述支撑座321上设置有分别驱动所述第一转轴322和所述第二转轴323动作的第一驱动部328和第二驱动部329；在所述第一转轴322的周向方向的外侧依次布设有单齿刀头夹持工位和环齿刀头夹持工位，在所述支撑座上设置有单齿刀头检测传感器351和环齿刀头检测传感器352；所述单齿单头检测传感器351和所述环齿刀头检测传感器352分别与所述单齿刀头夹持工位和环齿刀头夹持工位对应设置；所述第一夹持单元324和所述第三夹持单元326均包括对应设置的两单齿夹头，且所述第一夹持单元324的两单齿夹头左右对应设置，所述第三夹持单元326的两单齿夹头上下对应设置；所述第二夹持单元325包括对应设置的两呈V字型的环齿夹头，所述第四夹持单元327为卡盘式夹具。

所述调节单元330包括横移台和升降台，所述输送单元滑动设置在所述横移台上，且所述横移台上设置有驱动所述输送单元动作的水平驱动部；所述横移台与所述升降台之间设置有升降驱动部，所述升降驱动部334驱动所述横移台和所述输送单元降动作；或者其升降和横移结构进行相反设置，即输送单元设置在升降台333上，在设备的基础底座上设置滑道，滑道上设置横移台331，进而在横移台331与升降台333之间设置升降驱动部334，在基础底座与横移台331之间设置水平驱动部332，本实施例的附图中给出了后者的具体实施例。

为了便于升降台调节的精确性，从而避免抓取刀头时，夹持单元与输送带接触，设置有升降限位螺钉，通过升降限位螺钉353的调节可以对升降的高度进行微调，从而满足要求，工作过程中，保障第一夹持单元和第二夹持单元在进行抓取过程中与输送带之间的间隔为1mm左右。

所述输送单元310包括输送带311、刀头储存夹312和供给驱动部313，刀头储存夹312设置在所述输送带311另一端部的供给工位；供给驱动部313用于将刀头储存夹312中的刀头供送至输送带311上；在所述输送带311的两侧设置有限位挡板314、调节所述限位挡板314之间宽度的限位驱动部315、以及检测刀头的位置检测传感器316。

基体定位装置400包括夹持机构410、支撑架420、转盘430和回转驱动单元440；所述夹持机构410包括第一夹具411、第二夹具412、夹持驱动单元和锁紧单元，所述第一夹具411和所述第二夹具412对应滑动设置在所述转盘430上；夹持驱动单元驱动所述第一夹具411和所述第二夹具412同步动作；锁紧单元用于锁紧所述第一夹具411和所述第二夹具412在转盘430上的相对位置；所述夹持驱动单元设置在所述支撑架420上；转盘430回转设置在所述支撑架420上，所述第一夹具411、第二夹具412和所述锁紧单元均设置在所述转盘430上；回转驱动单元440驱动所述转盘旋转动作。

夹持驱动单元包括夹持驱动部413、第一驱动板414、第二驱动板415，第一驱动板414与所述第一夹具411对应设置；第二驱动板415与所述第二夹具412对应设置；所述夹持驱动部413驱动所述第一驱动板414和所述第二驱动板415同步动作，所述第一驱动板414与所述第一夹具411之间、第二驱动板415与所述第二夹具412之间均设置有对应快接部416；所述快接部416为气插，所述气插包括第一插接部、第二插接部和气源，所述第一插接部和所述第二插接部分别设置在对应的驱动板和夹具上；气源与所述第一插接部或第二插接部连通，且所述气源的通气和断气控制所述第一插接部与所述第二插接部之间的连接和断开；在所述第一夹具或/和第二夹具上还设置有挡板气缸461和挡板462，所述挡板462与相应的插接部对应设置。

所述夹持驱动部包括同轴固定设置的正旋丝杆417和反旋丝杆418、驱动丝杆的驱动电机、分别设置在所述正旋丝杆417和反旋丝杆418上的两丝母419、以及与所述正旋丝杆417和所述反旋丝杆418平行设置的滑轨464，所述第一驱动板414和所述第二驱动板415上均设置有与所述滑轨对应的滑块，且所述第一驱动板414和所述第二驱动板415分别与两丝母419固定连接；锁紧单元为设置在第一夹具与转盘之间、第二夹具与转盘之间的气动抱闸463。

本申请还设置有同步带单元450，所述第一夹具411和所述第二夹具412之间左右对应设置有两组同步带单元450，所述同步带单元包括设置在所述转盘上的同步轮451和同步带452，所述同步带452的两端部分别与所述第一夹具411和所述第二夹具412连接，且所述同步带452中部盘绕在所述同步轮451上。

第一夹具411和所述第二夹具412均包括基座4111和至少一组V型夹持板组，V型夹持板组包括呈V型布置的第一夹持板4112和第二夹持板4113，且所述第一夹持板4112和所述第二夹持板4113错位贴合设置，第一夹具和第二夹具上的V型夹持板组对应交叉设置，使得相应的夹持板上下对应，在基体上形成至少两道夹持，且每道夹持的夹持点位于同一圆环上；所述回转驱动单元440包括回转驱动电机441、主动轮442和从动轮443，回转驱动电机441设置在所述支撑架420上；主动轮442设置在所述回转驱动电机441的动作端；从动轮443设置在转盘430上，所述主动轮442和所述从动轮443通过驱动带传动连接、或匹配啮合。

本实施例中的上述结构，水平驱动部和升降驱动部均选用气缸，夹持驱动部、第一驱动部、第二驱动部、供给驱动部、回转驱动电机均选用伺服电机。

本申请所采用的焊接光路装置，激光光源焊接质量高、高效节能，采用高品质的光纤激光发生器，性价比高、激光光源稳定、光束质量好、焊接强度高。采用同等激光功率的光纤激光发生器，耗电功率只有CO₂激光器的1/3～1/4，没有其它的***体消耗，运行费用大大降低。

本申请中的控制***采用美国ROCKWELL公司的可编程控制器、触摸屏和伺服***，稳定可靠；操作设置简单，不需复杂编程，调试方便，界面清晰；控制***可以通过互联网进行异地远程访问，无需到达客户现场就能完成监控、故障检查及维护。

本申请中的焊接光路装置，将光源产生的激光传递到焊接机头，焊接机头实现预定的空间焊接轨迹。该平台由X/Y/Z三维方向的滑台、焊接头、倾斜角调整机构和导光光纤组成。焊接机头安装在滑台末端，按照控制***的指令实现各种焊接轨迹。

光纤激光器通过光纤导光，不需要其它光学镜片来改变光的方向，结构非常简单，也不需要调整。焊接头与光纤的连接参考激光器和焊接头的有关资料。倾斜角调整机构主要是为调节激光束与被焊焊缝之间的夹角，一般为0°～3°左右。用户可以根据焊接的厚度确定倾斜角度的大小，厚度薄的倾斜角大点，厚度厚的倾斜角小点。

本申请中的焊接机头的结构主要包括主体、光纤接口、准直镜、聚焦镜、保护镜、气刀、保护气管构成。其中，准直镜、聚焦镜建议每2～3个月清洁一次。保护镜建议每周清洁一次。保护镜为消耗品，发现镜面有不能清除的污渍，必须立即更换；激光焊接过程中出现飞溅现象容易给镜片造成损伤, 影响焊接质量。镜片频繁更换也会导致成本增加。焊接头上的空气气刀可以有效的减轻镜片的损伤，延长其使用周期。保护气刀的气压压力设为0.4～0.6MPa，气体流量根据实际情况调节。焊接机头镜片需要水冷却，冷却循环水源由激光器配套的冷水机提供。循环冷却水路连接好，一般不需要调整。但是冷却水的温度不宜调的过低，过低会导致镜片结露。在光路的调节过程中，操作人员必须注意不能触及到激光、不能让激光照射到操作人员的任何部位，以免伤害操作者；如果可能看到激光，操作人员必须佩戴防护眼镜。

本申请中基体定位装置的转盘采用高精度的转台，旋转精度高、分度采用伺服驱动控制，分度准确。夹具采用双V型结构，双V夹具通过丝杆同步、自动对中，夹持范围宽。夹具的驱动由伺服电机提供，夹具与夹具的驱动板由气插连接，气插通气打开，断气锁紧；气插连接后夹具伺服电机可通过驱动板带动夹具运动夹紧基体。夹紧基体后由气动抱闸保持恒定的夹紧力。

本申请的挡板气缸可驱动防尘挡板遮蔽气插连接孔，防止自动焊接时杂物落入到气插中。操作过程中，气插及抱闸关闭时不能使驱动板与夹具连接；夹具的位置固定靠气动抱闸保证，驱动板与夹具未可靠连接或连接后气插未关闭时，不能打开气动抱闸。

刀头夹取装置是基于一个升降横移平台作为基础，通过伺服带动平台上的所有部件上下移动。升降平台上安装有刀头输送装置（即输送单元）、刀头焊接夹具（其包括刀头转运装置和刀头缓存装置，即分别对应第二转轴和第一转轴上的夹持单元）和平台配重机构。

刀头输送装置：本实施例中的单齿刀头及环齿刀头共用一套输送装置，刀头可以直接放在输送带上，单齿刀头也可以放在刀头储存夹中。单齿刀头储存夹可以拆下，装入刀头后再插到刀头输送装置上。焊接时，刀头会自动送到待转运的位置。

刀头输送装置有两个转运位置，即单齿刀头转运位、环齿刀头转运位。抓取单齿刀头时水平驱动部和升降驱动部（其分别为水平气缸和升降气缸）伸出，抓取环齿刀头时水平气缸及升降气缸缩回。刀头通过皮带机运送到刀头转运位置。刀头缓存装置（即第一转轴、以及第一转轴上的第一夹持单元和第二夹持单元）在刀头输送装置的待转运位置抓取刀头，通过控制第一转轴伺服旋转相应的角度，把刀头转移到刀头转运装置抓取位置。单齿刀头在抓取位置抓取刀头时，请确保刀头夹块不能压在皮带机上，两者预留间隙约1mm，该间隙可以通过升降限位螺钉335调整；环齿刀头在抓取位置抓取刀头时，请确保刀头夹块不能压在刀头上，两者预留间隙约1mm，该间隙可以通过升降限位螺钉335调整。

刀头转运装置（即第二转轴、以及第二转轴上的第三夹持单元和第四夹持单元）单齿刀头夹具和环齿刀头夹具，夹具可通过控制第二转轴伺服旋转。单齿焊接时，第三夹持单元夹取单齿刀头。刀头夹具夹持住刀头缓存装置运送的刀头后，旋转180度使刀头到待焊接位置。刀头在夹具中夹稳旋转后，通过推送单元驱动刀头转运装置向前移动，本实施例中通过伺服电机和丝杠的配合带动刀头转运装置水向前移动，使刀头与基体接触到一起，然后飞行光路沿着外圆弧焊接完成一个刀齿。重复以上过程，直到全部刀头焊接完毕。

环齿焊接时环齿刀头夹具抓取缓存装置运送的刀头后，通过第二转轴伺服旋转180度，使刀头到待焊接位置。刀头在夹具中夹稳旋转后，通过推送单元带动刀头转运装置水向前移动，使刀头与基体接触到一起，然后飞行光路沿着外圆弧焊接。

本实施例中的单齿夹头及环齿夹头采用耐磨的合金钢。并保证刀头在基体上露出的台阶等高。

本申请还设置有安全防护***，其分别为激光安全防护玻璃、安全防护门、焊接烟尘引排装置，保障在作业过程中的安全性能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (5)

1.一种金刚石薄壁钻激光焊接机，包括机架、焊接光路装置、刀头夹取装置和基体定位装置，其特征在于， 所述刀头夹取装置包括输送单元、刀头焊接夹具和调节单元，在所述输送单元的其中一端设置有转运工位；刀头焊接夹具与所述输送单元的转运工位对应设置；

所述刀头焊接夹具包括：

支撑座；

第一转轴，其设置在所述支撑座上，在所述第一转轴的周向依次设置有第一夹持单元和第二夹持单元；以及

第二转轴，其设置在所述支撑座上，在所述第二转轴的周向依次设置有第三夹持单元和第四夹持单元，且所述第三夹持单元和第四夹持单元分别与第一夹持单元和第二夹持单元对应；

所述调节单元驱动所述输送单元与所述刀头焊接夹具之间的相对位置转换，使得所述第一夹持单元与转运工位对应、或所述第二夹持单元与转运工位对应；

所述第一转轴和所述第二转轴前后对应设置在所述支撑座上，且所述第一转轴和所述第二转轴的轴线相互垂直，所述支撑座上设置有分别驱动所述第一转轴和所述第二转轴动作的第一驱动部和第二驱动部；

在所述第一转轴的周向方向的外侧依次布设有单齿刀头夹持工位和环齿刀头夹持工位，在所述支撑座上设置有单齿刀头检测传感器和环齿刀头检测传感器；所述单齿单头检测传感器和所述环齿刀头检测传感器分别与所述单齿刀头夹持工位和环齿刀头夹持工位对应设置；

所述第一夹持单元和所述第三夹持单元均包括对应设置的两单齿夹头，且所述第一夹持单元的两单齿夹头左右对应设置，所述第三夹持单元的两单齿夹头上下对应设置；所述第二夹持单元包括对应设置的两呈V字型的环齿夹头，所述第四夹持单元为卡盘式夹具；

所述调节单元包括：

横移台，所述输送单元滑动设置在所述横移台上，且所述横移台上设置有驱动所述输送单元动作的水平驱动部；以及

升降台，所述横移台与所述升降台之间设置有升降驱动部，所述升降驱动部驱动所述横移台和所述输送单元升降动作；

还包括推送单元，所述支撑座包括分别与第一转轴和第二转轴对应的第一支撑座和第二支撑座，所述推送单元包括推送驱动部，所述推送驱动部驱动所述第二支撑座进给动作，并带动所述第二转轴、以及第二转轴上的第三夹持单元和第四夹持单元进给动作；

所述输送单元包括：

输送带；

刀头储存夹，其设置在所述输送带另一端部的供给工位；以及

供给驱动部，其用于将刀头储存夹中的刀头供送至输送带上；

在所述输送带的两侧设置有限位挡板、调节所述限位挡板之间宽度的限位驱动部、以及检测刀头的位置检测传感器；

所述基体定位装置包括夹持机构、支撑架、转盘和回转驱动单元；

所述夹持机构包括第一夹具、第二夹具、夹持驱动单元和锁紧单元，所述第一夹具和所述第二夹具对应滑动设置在所述转盘上；夹持驱动单元驱动所述第一夹具和所述第二夹具同步动作；锁紧单元用于锁紧所述第一夹具和所述第二夹具在转盘上的相对位置；

所述夹持驱动单元设置在所述支撑架上；转盘回转设置在所述支撑架上，所述第一夹具、第二夹具和所述锁紧单元均设置在所述转盘上；回转驱动单元驱动所述转盘旋转动作。

2.根据权利要求1所述的金刚石薄壁钻激光焊接机，其特征在于，所述夹持驱动单元包括夹持驱动部、第一驱动板、第二驱动板，第一驱动板与所述第一夹具对应设置；第二驱动板与所述第二夹具对应设置；所述夹持驱动部驱动所述第一驱动板和所述第二驱动板同步动作，所述第一驱动板与所述第一夹具之间、第二驱动板与所述第二夹具之间均设置有对应快接部；

所述快接部为气插，所述气插包括：

第一插接部；

第二插接部，所述第一插接部和所述第二插接部分别设置在对应的驱动板和夹具上；以及

气源，其与所述第一插接部或第二插接部连通，且所述气源的通气和断气控制所述第一插接部与所述第二插接部之间的连接和断开；

在所述第一夹具或/和第二夹具上还设置有挡板气缸和挡板，所述挡板与相应的插接部对应设置。

3.根据权利要求2所述的金刚石薄壁钻激光焊接机，其特征在于，所述夹持驱动部包括：

同轴固定设置的正旋丝杆和反旋丝杆；

驱动丝杆的驱动电机；

分别设置在所述正旋丝杆和反旋丝杆上的两丝母；以及

与所述正旋丝杆和所述反旋丝杆平行设置的滑轨，所述第一驱动板和所述第二驱动板上均设置有与所述滑轨对应的滑块，且所述第一驱动板和所述第二驱动板分别与两丝母固定连接；

所述锁紧单元为设置在第一夹具与转盘之间、第二夹具与转盘之间的气动抱闸。

4.根据权利要求1所述的金刚石薄壁钻激光焊接机，其特征在于，还包括同步带单元，所述第一夹具和所述第二夹具之间左右对应设置有两组同步带单元，所述同步带单元包括：

设置在所述转盘上的同步轮；以及

同步带，所述同步带的两端部分别与所述第一夹具和所述第二夹具连接，且所述同步带中部盘绕在所述同步轮上。

5.根据权利要求1所述的金刚石薄壁钻激光焊接机，其特征在于，所述第一夹具和所述第二夹具均包括基座和至少一组V型夹持板组，所述V型夹持板组包括呈V型布置的第一夹持板和第二夹持板，且所述第一夹持板和所述第二夹持板错位贴合设置；

所述回转驱动单元包括回转驱动电机、主动轮和从动轮，回转驱动电机设置在所述支撑架上；主动轮设置在所述回转驱动电机的动作端；从动轮设置在所述转盘上，所述主动轮和所述从动轮通过驱动带传动连接、或匹配啮合。